
CPU又稱為中央處理器,內(nèi)部一般由運算器、控制器、內(nèi)存儲器、輸入/輸出設(shè)備及接口電路及總線組成,但隨著技術(shù)的進步和更新,其功能和結(jié)構(gòu)均在不斷擴充中——將原來CPU外圍的電路也集成于器件內(nèi)部。將其硬件設(shè)備擴充到一定的規(guī)模,而使之能獨立完成一個較復(fù)雜的控制功能,此器件即被稱為微處理器了。在微處理器家庭中,為適用于某一應(yīng)用領(lǐng)域,在硬件構(gòu)成上——有別于通用型微處理器(如80C51)——有一定的獨特性,如本文特指的變頻器經(jīng)常采用的微處理器,具備六路PWM波輸出功能,能實現(xiàn)特定的控制功能,又被稱為微控制器,別名單片機。因業(yè)內(nèi)人士一般將變頻器單片機的電路板稱之為CPU主板,從約定俗成和定義簡潔的方面考慮,本書也將微控制器(單片機)稱之為CPU了。
用于變頻器控制的微控制器,又稱之為“高性能微控制器”,應(yīng)該是有針對性開發(fā)的專用的控制芯片。它最少要有六路PWM波形成和輸出電路及端口,以輸出驅(qū)動電路所需的六路逆變脈沖;應(yīng)有A/D轉(zhuǎn)換電路,有的還要有D/A轉(zhuǎn)換電路,以適應(yīng)對模擬輸入、輸出量的處理;要有高速脈沖信號的輸入、輸出口和串口發(fā)送、接收引腳,以處理各種數(shù)字信號和通信指令;應(yīng)內(nèi)含程摩存儲器和數(shù)據(jù)存儲器,以存放程序和原始數(shù)據(jù)及可改寫的數(shù)據(jù);當(dāng)然還要有端口驅(qū)動器、各類緩沖器等其他電路,在此不予以贅述了。出入各CPU引腳的不外乎是一些“信號流”,有的只進不出,往而不返,如控制端子輸入的開關(guān)量信號;有的只出不進,去而不還,如控制端子上CPU輸出的繼電器信號等;有的是往返進入,有進有出,如CPU與存儲器,與操作顯示面板之間傳遞的信號,此類信號是雙向流通的。而所有信號,從信號性質(zhì)上又可以分為兩大類:數(shù)字的和模擬的。電壓檢測信號、調(diào)速指令信號往往是模擬的,變頻器的起、停信號、鍵盤輸入信號等是數(shù)字(開關(guān)量)的。有些模擬信號經(jīng)過CPU外部電路處理,如經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換,才送人CPU的,有的是直接進入CPU引腳,由內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換電路進行處理的,采用的CPU硬件功能電路的不同,必然導(dǎo)致了外部電路的有異。
微控制器的集成度已經(jīng)夠高,它不可能無限制地將所有工作運行所需的電路元器件集成進去,它需要外電路的積極配合才能開展工作。有3個工作條件是微控制器所必需的,所謂CPU工作的三要素:+5V電源、工作時鐘和復(fù)位信號。工作時鐘的產(chǎn)生是由微控制器內(nèi)部電路和引腳外接晶振元件組成振蕩電路來生成的;復(fù)位信號足由外部復(fù)位電路在上電時產(chǎn)生一個低電平(或高電平)的脈沖,送入微控制器的復(fù)位引腳,由內(nèi)部電路控制程序復(fù)位,進入待機狀態(tài)。微控制器內(nèi)部的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器(簡稱內(nèi)存),其容量和用途是有限制的,常需要外接存儲器——電可擦除存儲器,來完成一些數(shù)據(jù)存儲任務(wù)(尤其是用戶程序存儲任務(wù)),這應(yīng)該構(gòu)成了微控制器正常工作的第四要素。微控制器要接受用戶的指令或?qū)⒆冾l器的工作狀態(tài)報知用戶,需要一個人機界面——操作顯示面板,與用戶交流,與操作顯示面板的正常通信,成為微控制器工作的第五要素。此外,微控制器各個引腳外接電路的好壞均會影響到微控制器的運行,自此微控制器工作的七要素或八要素乃至幾十要素,都緊隨出現(xiàn)。其實,依筆者看來,從微控制器(或微處理器,CPU)本身來說,三要素則是工作所必需的,無它,則微控制器即不能滿足最基本的工作條件。其他原因造成微控制器不工作,是外電路的事了,并不是微控制器本身的問題。
CPU主板的故障率相對較低,約占總故障率的20%左右。故障多發(fā)生在故障檢洲電路和控制端子電路上。對故障檢測電路的檢修成為CPU主板的一個重要檢修內(nèi)容。故障檢測電路(電壓、電流檢測的后續(xù)電路、溫度檢測電路)本身損壞時,就有點“謊報軍情”“故意搗亂”的意思了,明明主電路是好的,卻報出輸出短路故障或輸幽斷相故障,明明風(fēng)扇是好的,卻報出過熱故障等,使變頻器不能投入正常運行??刂贫俗拥墓收隙酁橛脩粽`接入高電壓,而將端子24V電源電路燒壞,端子輸入電路開路損壞和光耦合器的輸入側(cè)電路損壞等。轉(zhuǎn)載
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